DE1053690B - Einrichtung zum Lokalisieren des Lichtbogens mit einer den Auftreffpunkt des Lichtbogens durch ihr magnetisches Feld beeinflussenden Magnetspule bei Lichtbogenoefen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Lokalisieren des Lichtbogens mit einer den Auftreffpunkt des Lichtbogens durch ihr magnetisches Feld beeinflussenden Magnetspule bei Lichtbogenöfen mit von oben zum Schmelzgefäß geführter Elektrode.

In der Technik ist häufig die Aufgabe gestellt, verhältnismäßig kleine Mengen an hochschmelzenden Metallen bei hohen Temperaturen homogen durchzuschmelzen, wobei man darauf angewiesen ist, sofern das Schmelzen mit Hilfe eines Lichtbogens erfolgt, diesen genau auf die geringe Metallmenge bzw. das geringe Metallvolumen zu lokalisieren. Sobald jedoch beim Einschmelzen der Metalle eine stärkere Gasentwicklung auftritt, genügt diese oft, um den Bogen von dem Metall wegzublasen, so daß er auf dem Schmelzgefäß oder an einem anderen Teil der Apparatur brennt und vor allem in abgeschlossene Vakuum- und Schutzgasbehälter nicht mehr mit einfachen Mitteln zurückzubringen ist. Besonders störend machen sich diese Schwierigkeiten bemerkbar bei der Untersuchung von Proben von Titan- oder Zirkonschwämmen, bei der in einem kleinen Lichtbogenofen mit mehreren wassergekühlten Kupfernäpfen der Metallsohwamm in Einsätzen von einigen 10 g unter Schutzgas zu sogenannten Knöpfen niedergeschmolzen wird. Die Gasentwicklung bei nicht genügend vorgereinigtem Schwamm kann hier sogar so stark sein, daß der Lichtbogen nicht nur von der Schmelze weggeblasen wird, sondern unter Umständen sogar vollständig zum Erlöschen kommt.

Es wurde bereits vorgeschlagen, den Lichtbogen in Vakuum-Lichtbogenöfen dadurch zu lokalisieren, daß die Länge oder die Speisespannung des Bogen« kurzzeitig verringert wird.

Weiterhin ist bekannt, den Lichtbogen bei Schweißvorrichtungen dadurch zu lokalisieren, daß der Auftreffpunkt desselben durch das magnetische Feld einer Magnetspule beeinflußt wird. Hierbei ist die Magnetspule oberhalb des Lichtbogens angeordnet, so daß dieser von der Elektrode aus in einem Gebiet geringerer Feldstärke brennt.

Es wurde nun gefunden, daß der Lichtbogen beim Schmelzen von kleinen Metallmengen in Lichtbogenöfen mit von oben zum Schmelzgefäß geführter Elektrode dadurch stabilisiert werden kann, daß erfindungsgemäß die Magnetspule unterhalb des Schmelzgefäßes derart angeordnet und erregt ist, daß unterhalb des Fußpunktes des Lichtbogens ein mit seiner Achse etwa in der A^erlängerung der Achse des Lichtbogens liegendes inhomogenes Magnetfeld von mindestens 250 AW, vorzugsweise 500 bis 2500 AW, vorhanden ist.

Hierdurch wird erreicht, daß der Lichtbogen von der Elektrode zu seinem Fußpunkt in ein Gebiet

Einrichtung zum Lokalisieren des Lichtbogens

mit einer den Auftreffpunkt

des Lichtbogens durch ihr magnetisches Feld beeinflussenden Magnetspule

bei Lichtbogenöfen

Anmelder:

Deutsche Gold- und Silber-Scheideanstalt

vormals Roessler, Frankfurt/M., Weißfrauenstr. 9

Dipl.-Phys. Paul Himmelstein, Frankfurt/M., ist als Erfinder genannt worden

größerer Feldstärke hineinbrennt, so daß er in Richtung auf das Metall in eine zunehmend engere Spiral- . bahn gezwungen wird. Würde dagegen das Magnetfeld oberhalb der Elektrode erzeugt werden wie bei der bekannten Ausführung, so träte der umgekehrte Effekt ein, d. h., die Spiralbahn des Lichtbogens würde sich nach unten erweitern.

Es hat sich gezeigt, daß durch die erfindungsgemäße Einrichtung der Lichtbogen so sicher stabilisiert werden kann, daß er gegen Gasausbrüche aus der Metallschmelze praktisch völlig unempfindlich ist. Im übrigen kann man durch Änderung des Stromes der das Magnetfeld erzeugenden Spule und der damit verbundenen Änderung der Feldstärke den Auftreffpunkt des Bogens auf die Schmelze innerhalb eines verhältnismäßig engen Bereiches beliebig einstellen. Da zudem durch das Magnetfeld die Schmelze in Rotation versetzt wird und hiermit eine Homogenisierung der Probe verbunden ist, wird die Qualität des geschmolzenen Metalls wesentlich verbessert.

Die Einrichtung ist verhältnismäßig einfach und besteht im wesentlichen aus einem Schmelzgefäß, z. B. einem wassergekühlten Kupfertiegel, unterhalb dessen eine zur Erzeugung des Magnetfeldes dienende, einen Eisenkern umschließende Spule derartig angebracht ist, daß die Achse des entstehenden Magnetfeldes etwa in der Verlängerung der Achse des Lichtbogens zu liegen kommt.

Schematisch ist diese Einrichtung in Abb. 1 dargestellt. Darin bedeutet 1 ein doppelwandiges

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wassergekühltes Kupfergefäß, in dessen Hohlraum 2 das zu schmelzende Metall eingesetzt wird. Oberhalb des Schmelzgefäßes 2 befindet sich die Lichtbogenelektrode 3, von der aus der Lichtbogen senkrecht auf die Metallschmelze brennt. Unterhalb des Schmelzgefäßes ist ein Eisenkern 4 angebracht, der mit einer stromdurchflossenen Spule 5 umgeben ist. Die Stromversorgung der Spule erfolgt aus der Stromquelle 6 über den .Stromregler 7.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Einrichtung zum Lokalisieren des Lichtbogens mit einer den Auf treffpunkt des Lichtbogens durch

   ihr magnetisches Feld beeinflussenden Magnetspule bei Lichtbogenöfen mit von oben zum Schmelzgefäß geführter Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspule unterhalb des Schmelzgefäßes derart angeordnet und erregt ist, daß unterhalb;des Fußpunktes des Lichtbogens ein mit seiner Achse etwa in der Verlängerung der Achse des Lichtbogens liegendes inhomogenes Magnetfeld von mindestens 250 AW, vorzugsweise 500 bis 2500 AW, vorhanden ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Französische Patentschrift Nr. 687 215.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen